4. Cấu trúc của luận văn
2.2 Phương tiện nghiên cứu
Sử dụng máy tắnh, ứng dụng phần mềm Matlab Ờ Simulink.
Tên bộ chương trình chắnh là chữ viết tắt từ Matrix Laboratory, thể hiện ựịnh hướng chắnh của chương trình là các phép tắnh vector và ma trận. Phần cốt lõi của chương trình bao gồm một số hàm toán, các chức năng nhập/xuất cũng như các khả năng ựiều khiển chu trình mà nhờ ựó có thể dựng lên các Scripts. Giao diện khởi ựộng phần mềm Matlab ựược thể hiện trong hình 2.1. Còn Simulink là phần chương trình mở rộng của Matlab nhằm mục ựắch mô hình hóa, mô phỏng và khảo sát các hệ thống ựộng học. Giao diện ựồ họa trên màm hình của Simulink cho phép thể hiện hệ thống dưới dạng sơ ựồ tắn hiệu và các khối chức năng quen thuộc. Simulink cung cấp cho người sử dụng một thư viện rất phong phú, có sẵn với số lượng lớn các khối chức năng cho hệ tuyến tắnh, phi tuyến tắnh và gián ựoạn. Hơn thế, người sử dụng cũng có thể tạo nên các khối riêng của mình. Cách bật Simulink ựược thể hiện trong hình 2.2.
Simulink là một phần mềm dùng ựể mô hình hoá, mô phỏng và phân tắch một hệ thống ựộng. Simulink cho phép mô tả hệ thống tuyến tắnh, hệ phi tuyến, các mô hình trong thời gian liên tục, gián ựoạn hay một hệ kết hợp cả liên tục và gián ựoạn. Hệ thống cũng có thể có nhiều tốc ựộ khác nhau có nghĩa là các phần khác nhau lấy mẫu và cập nhật số liệu ở tốc ựộ khác nhau.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 25 để mô hình hoá Simulink cung cấp một giao diện ựồ hoạ nhằm xây dựng mô hình như là một sơ ựồ khối sử dụng thao tác Ộnhấn và kéoỢ chuột. Với giao diện này chúng ta có thể xây dựng mô hình như xây dựng trên giấy. đây là sự khác xa các phần mềm mô phỏng trước ựó mà ở ựó người sử dụng phải ựưa vào các phương trình vi phân và các phương trình sai phân bằng một ngôn ngữ lập trình.
Hình 2.1 Ờ Giao diện khởi ựộng phần mềm Matlab
Việc lập trình trên Simulink sử dụng các ựối tượng ựồ hoạ gọi là Graphic Progamming Unit. Nó ựược xây dựng trên cơ sở của các loại ngôn ngữ lập trình hướng ựối tượng, tạo ựiều kiện hết sức thuận lợi cho viêc thay ựổi giá trị các thuộc tắnh trong những khối thành phần. Loại hình lập trình này có xu thế sử dụng nhiều trong kỹ thuật bởi ưu ựiểm lớn nhất của nó là tắnh trực quan, dễ viết và hình dung ựối tượng với những người lập trình không chuyên nghiệp cũng như những người không muốn bỏ nhiều thời gian cho việc học thêm một ngôn ngữ lập trình mới.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 26 Thư viện của Simulink bao gồm toàn bộ thư viện các khối như khối nhận tắn hiệu, các nguồn tắn hiệu, các phần tử tuyến tắnh và phi tuyến, các ựầu nối chuẩn. Ngoài ra người sử dụng cũng có thể thay ựổi và tạo ra các khối riêng cho bản thân mình. Cách lấy (hoặc tạo các khối) ddowwcj thể hiện trong hình 2.3. Các mô hình toán trong Simulink ựược xây dựng có thứ bậc hay còn gọi là theo mô hình phân cấp, ựiều ựó cho phép người sử dụng có thể xây dựng mô hình theo hướng từ dưới lên hay từ trên xuống. Người sử dụng vừa có thể quan sát hệ thống ở mức tổng quan, vừa có thể ựạt ựựơc mức ựộ cụ thể bằng cách nháy kép vào từng khối xác ựịnh ựể xem xét chi tiết mô hình của từng khối. Với cách xây dựng này, người sử dụng có thể hiểu ựược sâu sắc tổ chức của mô hình và những tác ựộng qua lại của các phần trong mô hình như thế nào.
Hình 2.3- Cách tạo các khối trong Matlab/Simulink
Trong quá trình mô phỏng một ựiều hết sức quan trọng là thành lập ựược mô hình. Sau khi tạo lập ựược mô hình, người sử dụng có thể mô phỏng trong Simulink bằng cách nhập lệnh trong cửa sổ của Matlab hay sử dụng các menu có sẵn. Việc sử dụng các Menu ựặc biệt thắch hợp cho các công việc tác ựộng qua lại lẫn nhau, còn sử dụng dòng lệnh thường hay ựược dùng khi chạy một loại mô phỏng. Các bộ Scope hay các khối hiển thị khác cho phép người sử dụng có thể xem kết quả trong khi dang chạy mô phỏng. Hơn nữa người sử dụng có thể thay ựổi thông số một cách trực tiếp và nhận biết ựược các ảnh hưởng ựến mô hình.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 27
CHƯƠNG 3 - CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
3.1Khái quát chung
Các bộ phận chủ yếu của hệ thống phát ựiện gió sử dụng máy phát từ trở thay ựổi SRG gồm: tuabin gió, hộp số tăng tốc, máy phát SRG, bộ biến ựổi công suất, bộ ựiều khiển DSP, bộ nghịch lưu, phụ tải và nguồn pin vừa ựóng vai trò là nguồn phụ giúp máy phát khởi ựộng và cũng là nguồn tắch trữ ựiện khi hệ thống phát ựiện. Sơ ựồ nguyên lý hoạt ựộng và kết cấu của hệ thống phát ựiện gió sử dụng máy phát SRG thể hiện trên hình 3.1.
Hình 3.1 - Mô hình hệ thống phát ựiện gió sử dụng máy phát SRG
Tuabin gió ựóng vai trò chuyển ựổi năng lượng gió thành năng lượng cơ ở ựầu ra, ựể tăng tốc ựộ sau ựầu ra của tuabin gió người ta dùng hộp tăng tốc trước khi ựưa tới phần quay của máy phát SRG. Máy phát SRG là thiết bị chắnh của hệ thống ựóng vai trò chuyển ựổi cơ năng nhận ựược từ tuabin gió thành ựiện năng ở ựầu ra của máy phát. Bộ biến ựổi công suất vừa ựóng vai trò là tạo nguồn kắch thắch cho máy phát SRG lại vừa ựóng vai trò là bộ nhận năng lượng ựiện từ cuộn dây pha máy phát nạp vào pin tắch ựiện khi có năng lượng dư thừa từ máy phát (phụ tải không tiêu thụ hết công suất). Bộ ựiều khiển kỹ thuật số DSP là bộ phận quan trọng của bộ biến ựổi công suất nói riêng và của máy phát SRG nói chung. Nó vừa thực hiện chức năng thu nhận và xử lý tắn hiệu xác ựịnh vị trắ của rotor, dòng ựiện và ựiện áp của máy phát SRG, lại vừa thực hiện chức năng ựiều khiển ựóng ngắt thiết bị bán dẫn trong bộ ựiều khiển công suất ựể thực hiện ựiều khiển toàn bộ quá trình vận hành của máy phát SRG. Bộ nghịch lưu thực hiện chức năng chuyển dòng một chiều sau bộ biến ựổi công suất thành dòng xoay chiều mong muốn cung cấp cho phụ tải ựiện, trong trường hợp phụ tải của hệ thống phát ựiện gió dùng máy phát SRG là phụ tải một chiều thì trong hệ thống không cần bộ nghịch lưu, pin tắch ựiện giữ vai trò dự trữ ựiện năng của hệ thống.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 28